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H03F3/45—Differential amplifiers

H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only

H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier

H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit

H03F3/45183—Long tailed pairs

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H03F2203/45296—Indexing scheme relating to differential amplifiers the AAC comprising one or more discrete capacitive elements, e.g. a transistor coupled as capacitor

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H03F2203/45652—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising one or more further dif amp stages, either identical to the dif amp or not, in cascade

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H03F2203/45726—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising more than one switch, which are not cross coupled

Zudem wird in aktuellen Mobilfunksystemen ein SAW-Filter zur Unterdrückung der Nachbarkanalleistung im empfangenen Signal verwendet. Moreover, in current mobile radio systems, a SAW filter for suppressing the adjacent channel power is used in the received signal.Diese haben jedoch die Eigenschaft, dass sie dif ferenziell unterdrückte Signale in Gleichsignalkomponenten umwandeln. However, these have the property that they convert dif ferenziell suppressed signals into DC components.Aufgrund der hohen Leistung in den Nachbarkanälen können die zusätzlichen Signalanteile zu einer Verringerung der Empfindlichkeit der nachfolgenden Stufen führen. Due to the high power in the adjacent channels, the additional signal components can lead to a reduction in the sensitivity of the subsequent stages.Daher ist es zweckmäßig, bereits im Eingangsverstärker zusätzlich eine hohe Gleichsignalunterdrückung zu realisieren. Therefore, it is desirable to realize a high DC signal suppression is already in the input amplifier additionally.

Dabei ist eine erste Differenzverstärkerstufe sowie eine zweite Verstärkerstufe vorgesehen. A first differential amplifier stage and a second amplifier stage is provided.Die erste und die zweite Verstärkerstufe enthalten jeweils eine erste und eine zweite gesteuerte Strecke sowie einen ersten und einen zweiten Ausgangsknoten. The first and second amplifier stages each include a first and a second controlled path and a first and a second output node.Die zweite Verstärkerstufe ist dabei an die erste Differenzverstärkerstufe über eine Gegenkopplung angeschlossen. The second amplifier stage is connected to the first differential amplifier stage via a negative feedback.Folglich ist die zweite Verstärkerstufe derart mit der ersten Differentverstärkerstufe verbunden, dass sie eine gegengekoppelte Differenzverstärkerstufe bildet. Consequently, the second amplifier stage is so connected to the first amplifier stage Different that it forms a negative feedback differential amplifier stage.Weiterhin enthält die zweite Verstärkerstufe einen ersten sowie einen zweiten Spannungsteiler, die jeweils in den Differenzverstärkerpfad geschaltet und mit einer der beiden gesteuerten Strecken verbunden sind. Furthermore, the second amplifier stage includes a first and a second voltage divider, each of which is connected to the differential amplifier path and connected to one of the two controlled paths.Der erste und der zweite Spannungsteiler umfassen dabei jeweils zumindest zwei Signalabgriffe. The first and the second voltage divider in each case comprise at least two signal taps.Letztlich ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, durch die ein erster und ein zweiter Ausgangsabgriff der Verstärkeranordnung auf einen der zumindest zwei Signalabgriffe des ersten und des zweiten Spannungsteilers schaltbar ist. Finally, a switching device is provided which can be switched to one of the at least two signal taps of the first and the second voltage divider through which a first and a second output tap of the amplifier arrangement.

Durch die Schalteinrichtung, die abhängig von der jeweiligen Schalterstellung einen Signalabgriff des ersten und des zweiten Spannungsteilers auf den Ausgangsabgriff der erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung schaltet, wird ein Gain Step realisiert, der lediglich von den Spannungsverhältnissen des Spannungsteilers abhängt. Through the switching device, which switches depending on the switch position, a signal tap of the first and the second voltage divider to the output tap of the amplifier arrangement according to the invention, a gain step is realized, which is only dependent on the voltage conditions of the voltage divider.Durch eine geeignete Gegenkopplung bleibt die Verstärkung in der Schleife unabhängig von der Schalterstellung konstant. By a suitable negative feedback the gain remains constant regardless of the switch position in the loop.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erste und der zweite Spannungsteiler je zumindest zwei in Reihe geschaltete Widerstände, wobei einer der zumindest zwei Signalabgriffe des ersten und des zweiten Spannungsteilers zwischen den zumindest zwei in Reihe geschalteten Widerständen des ersten und des zweiten Spannungsteilers angeordnet ist. In a preferred embodiment, the first and second voltage dividers each have at least two resistors connected in series, one of said at least two signal taps of the first and the second voltage divider between the at least two series-connected resistors of the first and the second voltage divider is arranged.Bevorzugt ist der erste der zumindest zwei Signalabgriffe zwischen dem Spannungsteiler und der gesteuerten Strecke des Differenzverstärkers angeordnet. Preferably, the first of the at least two signal taps between the voltage divider and of the controlled path of the differential amplifier is arranged.Der durch diese Ausbildungsform realisierte Gain Step ergibt sich aus dem Verhältnis des einen Widerstands des Spannungsteilers zu der Summe der beiden Widerstände. The realized by this embodiment of Step Gain resulting from the ratio of a resistance of the voltage divider to the sum of the two resistors.In einer weiteren Ausführungsform ist der Spannungsteiler nicht über Widerstände, sondern über Stromspiegel realisiert. In a further embodiment of the voltage divider is realized not through resistors, but via a current mirror.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Gegenkopplung durch einen Anschluss des Steuereingangs der ersten gesteuerten Strecke der zweiten Verstärkerstufe mit dem Ausgangsabgriff der zweiten gesteuerten Strecke der ersten Differenzverstärkerstufe. In a further embodiment of the invention, a negative feedback is provided by a connection of the control input of the first controlled path of the second amplifier stage to the output tap of the second controlled path of the first differential amplifier stage.Der Ausgangsabgriff der ersten gesteuerten Strecke der ersten Differenzverstärkerstufe ist mit dem Steuereingang der zweiten gesteuerten Strecke der zweiten Verstärkerstufe verbunden. The output tap of the first controlled path of the first differential amplifier stage is connected to the control input of the second controlled path of the second amplifier stage.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Steueranschluss der ersten gesteuerten Strecke mit einem ersten Anschluss der ersten gesteuerten Strecke der zweiten Differenzverstärkerstufe und der Steueranschluss der zweiten gesteuerten Strecke an einen ersten Anschluss der zweiten gesteuerten Strecke der zweiten Differenzverstärkerstufe angeschlossen. In a further embodiment of the control terminal of the first controlled path is connected to a first terminal of the first controlled path of the second differential amplifier stage and the control terminal of the second controlled path to a first terminal of the second controlled path of the second differential amplifier stage.

Um einen positiven Einfluss auf die gesamte Eingangsimpedanz zu erhalten und die Linearität zu verbessern, ist in einer Weiterbildung der Erfindung je eine Impedanz und bevorzugt eine Kapazität zwischen Anschluss der ersten und der zweiten gesteuerten Strecke der ersten Differenzverstärkerstufe und Steueranschluss der ersten und zweiten gesteuerten Strecke der zweiten Verstärkerstufe geschaltet. To obtain a positive influence on the overall input impedance and to improve the linearity, in a development of the invention depending on an impedance and preferably has a capacity between the connection of the first and second controlled path of the first differential amplifier stage and the control terminal of the first and second controlled path of the second amplifier stage connected.

Eine Anpassung der Eingangsimpedanz der erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung wird in einer weiteren Ausführungsform dadurch verbessert, dass zwischen den Steueranschlüssen der ersten und der zweiten gesteuerten Strecke der ersten Differenzverstärkerstufe und den jeweils ersten Anschlüssen der ersten und zweiten gesteuerten Strecke der zweiten Verstärkerstufe eine Impedanz geschaltet ist. An adjustment of the input impedance of the amplifier arrangement according to the invention is improved in a further embodiment in that an impedance is connected between the control terminals of the first and second controlled path of the first differential amplifier stage and the respective first terminals of the first and second controlled path of the second amplifier stage.

Die Impedanz dient zur Impedanztransfomation der Ausgangsimdepanz auf die Eingangsimpedanz. The impedance is used to Impedanztransfomation the Ausgangsimdepanz to the input impedance.Die resultierende gesamte Eingangsimpedanz ist dann Funktion der Eingangsimpedanz der ersten Stufe, der Impedanz zwischen den Steueranschlüssen, der Ausgangsimpedanz der zweiten Verstärkerstufe und gegebenenfalls einer Eingangsimpedanz einer nachfolgenden Schaltung. The resulting total input impedance is then a function of the input impedance of the first stage, the impedance between the control terminals of the output impedance of the second amplifier stage and optionally an input impedance of a downstream circuit.Neben einer reinen Serienkapazität kann auch ein zusätzlicher serieller oder paralleler ohmscher Anteil vorhanden sein. In addition to a pure series capacitance and an additional serial or parallel resistive component can be present.Dadurch wird der Realteil der gesamten Eingangsimpedanz deutlich verbessert. This is the real part of the total input impedance is significantly improved.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Schalteinrichtung mit Feldeffekttransistoren und bevorzugt mit Feldeffekttransistoren eines p-Kanaltyps ausgebildet. In another embodiment, the switching device having field effect transistors and preferably field effect transistors a p-channel type is formed.Die erste und die zweite gesteuerte Strecke ist in einer bevorzugten Ausführungsform durch je zumindest einen Bipolartransistor gebildet. The first and second controlled path is formed in a preferred embodiment, each by at least one bipolar transistor.Dadurch kann vorteilhaft die Steilheit eines Bipolartransistors zur Flächen- und Stromersparnis gegenüber den bisherigen Spulenlösungen eingesetzt werden. The slope of a bipolar transistor to the area and power savings compared to the previous coils solutions can be advantageously used.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail erläutert. In the following the invention is explained by means of embodiments with reference to the drawings in detail.So zeigen: To view:

1 1ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, a first embodiment of the invention,

2 2ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, A second embodiment of the invention,

Für eine Gegenkopplung der beiden Differenzverstärkerstufen For a negative feedback of the two differential amplifier stages1 1und and2 2ist ein erster Ausgangsknoten A1 zwischen dem ersten Transistor M1 und dem ersten Widerstand R 1 mit dem Steueranschluss des zweiten Transistors M4 der zweiten Differenzverstärkerstufe is a first output node A1 between the first transistor M1 and the first resistor R1 to the control terminal of the second transistor M4 of the second differential amplifier stage2 2verbunden. connected.Gleichzeitig ist ein zweiter Ausgangsknoten A2 zwischen Widerstand R 2 und zweitem Transistor M2 der ersten Differenzverstärkerstufe Simultaneously, a second output node A2 between the resistor R 2 and the second transistor M2 of the first differential amplifier stage1 1mit dem Steueranschluss des Feldeffekttransistors M3 des zweiten Differenzverstärkers to the control terminal of the field effect transistor M3 of the second differential amplifier2 2verbunden. connected.Gleichzeitig ist der Steueranschluss des ersten Feldeffekttransistors M1 der ersten Differenzverstärkerstufe At the same time, the control terminal of the first field effect transistor M1 of the first differential amplifier stage1 1über eine Impedanz oder einen komplexen Widerstand Z 2 an den Drainanschluss des ersten Transistors M3 des zweiten Differenzverstärkers via an impedance or complex impedance Z 2 to the drain terminal of the first transistor M3 of the second differential amplifier2 2angeschlossen. connected.

Der Drainanschluss des zweiten Feldeffekttransistors M4 der zweiten Differenzverstärkerstufe The drain of the second field effect transistor M4 of the second differential amplifier stage2 2ist über eine weitere Impedanz Z 1 mit dem Steueranschluss des Feldeffekttransistors M2 gekoppelt. is coupled via a further impedance Z 1 to the control terminal of the field effect transistor M2.Durch diese Verbindungen zwischen den Ausgangsknoten A1 und A2 der ersten Differenzverstärkerstufe und den Steueranschlüssen der beiden Feldeffekttransistoren M3 und M4 der zweiten Differenzverstärkerstufe By these connections between the output nodes A1 and A2 of the first differential amplifier stage and the control terminals of the two field effect transistors M3 and M4 of the second differential amplifier stage2 2sowie den Drainanschlüssen der beiden Feldeffekttransistoren der zweiten Differenzverstärkerstufe und den Steueranschlüssen der Feldeffekttransistoren der ersten Differenzverstärkerstufe and the drain terminals of the two field effect transistors of the second differential amplifier stage and the control terminals of the field effect transistors of the first differential amplifier stage1 1ist eine Gegenkopplung der beiden Differenzverstärker is a negative feedback of the differential amplifier1 1und and2 2realisiert. realized.

2 2zeigt eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung. shows a further embodiment of the invention.Bauelemente, die gegenüber der Components facing the1 1gleiche Funktion aufweisen, tragen gleiche Bezugszeichen. have the same function bear the same reference numerals.Die erste Differenzverstärkerstufe ist hier, anstatt mit Feldeffekttransistoren, mit zwei parallel geschalteten Bipolartransistoren M5 bzw. M6 ausgebildet. The first differential amplifier stage is here instead formed with field effect transistors, with two parallel-connected bipolar transistors M5 and M6.Aufgrund der höheren Steilheit eines Bipolartransistors gegenüber eines Feldeffekttransistors kann so Fläche und Stromverbrauch reduziert werden. Due to the higher slope of a bipolar transistor over a field effect transistor as area and power consumption can be reduced.Die Kollektoranschlüsse der beiden Bipolartransistoren M5 und M6 sind jeweils mit einem Feldeffekttransistor eines Stromspiegels CS verbunden. The collector terminals of the two bipolar transistors M5 and M6 are each connected to a field effect transistor of a current mirror CS.

Der Stromspiegel CS wird zusammen mit einem Stromspiegeltransistor CS1 gebildet, dessen Steueranschluss mit seinem Quellenanschluss und dem jeweiligen Steueranschluss des Feldeffekttransistors in der ersten Differenzverstärkerstufe The current mirror CS is formed together with a current mirror transistor CS1, whose control connection with its source terminal and the respective control terminal of the field effect transistor in the first differential amplifier stage1 1verbunden ist. connected is.Der Stromfluss durch die beiden Feldeffekttransistoren und damit der Widerstand der beiden Feldeffekttransistoren wird durch die mit dem Quellenanschluss des Feldeffekttransistors CS1 verbundene Stromquelle CR gebildet. The current flow through the two field effect transistors and thus the resistance of the two field effect transistors is formed by the connected to the source terminal of the field effect transistor current source CS1 CR.

Cited By (1)

Output amplifier, has transistor with control port that forms input of amplifier circuit, where node is formed by connection of load line port of one transistor and one of load line ports of another transistor

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Output amplifier, has transistor with control port that forms input of amplifier circuit, where node is formed by connection of load line port of one transistor and one of load line ports of another transistor